更有效癌症治疗的新工具被研究
TIPS：本文共有 1940 个字，阅读大概需要 4 分钟。
江苏激光联盟导读：
人类对抗癌症的话题经久不衰，在医学界，科学家们对此的研究也是不断加深。本文综述了英国Queen'sUniversity Belfast大学最新研究成果。
中央激光设备，STFC。来源: Queen's University Belfast
人类对抗癌症是一个长期的话题，国内外科学家们对此的研究也是层出不穷。为对抗癌症，整个人类都在努力。最近，英国Queen's University Belfast的研究人员发现了一种新的工具，将有助于研究更有效的癌症治疗方式。专家们利用高功率激光器产生了一束具有独特性质的碳离子“纯束”。
这种明亮的超短粒子源可用于研究生物样品在极端条件下对辐射的反应。他们说，这可能为先进和更有效的放射治疗方法铺平道路。
(i) 6 MV光子，(ii) 60-110 MeV和(iii) 135-147 MeV质子(SOBP)， 158 MeV电子束以(iv) f/11.2和(v) f/12.3 (vi) 201 MeV聚焦于水平面，f/18.2和(vii) 200 MeV对称聚焦于f/1.2。f数是聚焦强度的量度，定义为f/D，其中D是聚焦光学上的光束直径，f是透镜的焦距，如光学中所示。剂量归一化为每个个体深度剂量剖面的峰值剂量。
来自Queen's University Belfast数学与物理学院的MarcoBorghesi教授领导了该项目，并与来自斯特拉斯克莱德大学、伦敦帝国理工学院和科学技术设施委员会(STFC)中央激光设施(CLF)的专家密切合作。
Borghesi教授解释说：“目前，放射治疗被用于治疗多种癌症，而这通常是使用x射线，更先进和更昂贵的治疗形式是使用粒子束。特别是碳离子，在治疗对其他形式辐射有抵抗力的肿瘤方面非常有效。
放射治疗的一个最新的、有希望的发展是“闪光”方法，即放射以短时间、强烈的爆发方式进行。这将减少副作用，并可能带来更有效的治疗。
因此，研究健康和癌变的人类细胞在暴露于超快离子辐照后的反应是非常有兴趣的。通过我们的研究，我们已经产生了一种超短碳束，它可以以纳秒级或更短的速度储存能量。这对于推进癌症治疗背后的科学是非常创新和重要的。现在，我们与Patrick G.Johnston Centre for Cancer Research的同事合作，已经开始使用这种光束进行细胞辐照实验。”
CLEAR加速器，光束和实验装置的原理图
Queen's University Belfast研究员、这项研究的主要作者AodhanMcIlvenny博士解释说：“当我们在一个非常薄的物体上照射一束短的光——激光时，我们可以以非常高的速度推动它前进。通常，激光传递的能量被我们不想要的粒子带走，我们无法使用它。
“然而，我们现在发现，通过极快地加热物体，我们可以在用强激光脉冲击中物体之前去除这些不需要的粒子。
“这意味着我们可以产生我们感兴趣的粒子类型的几乎纯的光束，在这个例子中，它是碳离子。这使我们能够选择一种特定类型的辐射，并将其用于我们尚未探索的新领域的定向辐射实验。”
基于测量到的辐射束分布，利用EBT3胶片进行剂量分布的三维重建。一个158 MeV (f/11.2)，一个158 MeV (f/12.3)，一个201 MeV (f/18.2)聚焦束，将选定的EBT3薄膜样品置于水深3.1、6.1、9.1、12.1、14.1 cm的水中。
来自Queen's University Belfast Patrick G. Johnston癌症研究中心的凯文·普里斯教授说：“这是我们为未来放射治疗应用测试新光束能力的一个重大进步，它使我们现在能够探索潜在的新生物学，这将有助于探索推进癌症治疗的方法。”
实验装置(a)和EBT3堆栈在定制持有人(b),(1)聚焦磁铁(2)真空窗口中,激光光束对准,(3)(4)准直仪,它是不习惯在辐照,(5)ICT电荷测量,(6)PMMA, (7) OTR屏幕,(8)电动翻译阶段横向位移的PMMA坦克,(9) CCD相机，(10)光束转储。
EPSRC研究基地主任Jane Nicholson说：“这一创新的新方法证明了尖端物理科学研究在改善医疗技术方面的影响，例如更有效的癌症放射治疗。
“在EPSRC的支持下，英国研究人员的创新、发现导向的工作将在推动知识前沿和应对医疗领域的挑战以提供更好的生活质量方面发挥关键作用。”
来源：A. McIlvenny et al, Selective Ion Acceleration by Intense RadiationPressure, Physical Review Letters (2021).
江苏激光联盟陈长军原创作品！
如果觉得《更有效癌症治疗的新工具被研究》对你有帮助，请点赞、收藏，并留下你的观点哦！